IEEE 802.11ax站点上行链路准确性测试方案

罗德与施瓦茨(以下简称“R&S”公司)信号发生器和频谱分析仪可用于测试 IEEE 802.11ax 站点上行链路准确性。这一方案可支持测量 HE TB PPDU 传输的残余载波频率误差和定时准确性等测试项。

您的任务

无线连接已经在全世界广泛使用，并经历了巨大的演变。为实现更高的吞吐量，传统 WLAN 引入了新的物理层增强，例如更宽的带宽、MIMO 和更高阶调制方案等。为应对网络拥挤带来的挑战，即将出台的新 IEEE 802.11ax 标准现在将专注于增加整体传输效率。新标准中最重要的变化是为在上行链路和下行链路引入 OFDMA 技术，这在提高灵活性的同时也增加了设备的复杂性。为确保未来 WLAN IEEE 802.11ax 设备和服务的成功实施，很显然需要进行新测试以便验证互通性。

尤其对于 OFDMA 上行链路(也称为基于触发的高效 (HE TB) PPDU)，所有设备都须在定义的极限值内运行，这点非常重要。由于多个站点 (STA) 参与 HE TB PPDU 传输，为了减轻干扰问题，所有参与传输的 STA 必须在传输时间、频率、采样时钟和功率保持同步。

下行链路的接入点 (AP) 发送触发帧，之后在上行链路进行 HE TB PPDU 传输。此触发帧将被发送到所有站点，以便协调上行链路传输。

触发帧包含有效载荷长度、带宽、资源单元 (RU) 分配以及调制方案等信息。每个 STA 都需要将其 LO 频率与触发帧的频率保持同步。此外，在触发帧结束后的特定短帧间间隔 (SIFS) 之后才能开始传输上行链路信号。

由于 STA 只占用一小部分可用带宽 (OFDMA)，所以必须确保信道内的无用发射水平始终低于特定限值，以确保不会干扰其它站点。

测试与测量解决方案

R&S的信号发生器和频谱分析仪可以生成所需的触发帧并分析 STA 的响应。比如，SGT100A 矢量信号发生器会将用户可自定义的触发帧发送到被测 STA。作为响应，STA 发送 HE TB PPDU 帧，该信号进入FSW 进行分析。两种测试与测量仪器都使用 10 MHz 参考信号以实现频率同步。SGT100A 另外还会向 FSW 提供触发信号，以实现时间同步。用户可充分配置触发帧，包括用于指定所有站点信息(比如有效载荷长度)以及各被测 STA 信息(比如 RU 分配)所需的所有“常用信息”和“用户信息”字段。

CFO 误差

根据IEEE 802.11ax规定，STA 需要预先补偿载波频率偏置 (CFO) 误差，以防止不同的参与 STA 之间的载波间干扰。在补偿后，CFO 残留误差的绝对值(相对于触发帧)必须小于 350 Hz。

对于此测试，信号发生器会模拟发送触发帧的 AP。由于信号发生器与频谱分析仪都使用 10 MHz 参考信号，所以两者之间几乎没有频率误差。因此，频谱分析仪能够准确地测量 STA 的残留 CFO(相对于触发帧)。

定时准确性

参与的 STA 必须在触发帧结束后的特定 SIFS 时间间隔之后，才能开始 HE TB PPDU 传输。STA 必须满足定时准确性要求(SIFS 为 ±0.4 μs);也就是说，必须在触发帧结束后的 SIFS ± 0.4 μs 时间周期之内才能开始传输(见图 1)。

在此测试中，信号发生器会再次发送触发帧。信号发生器也会向频谱分析仪发送表明触发帧结束的触发信号。因此，频谱分析仪能够准确地测量触发帧和HE TB PPDU传输开始时刻之间的用时。

将测得时间减去特定 SIFS(在 2.4 GHz 频段中为 10 μs，在 5 GHz 频段中为 16 μs)，可以计算出 STA 的定时误差。

Unused tone error为确保不会干扰其它站点，信道内的 STA 无用发射水平必须始终低于特定限值(见图 2)。

在此测试中，FSW 可对Unuaws tone error进行自动测量，包括自动限值线计算。由于具体限值取决于被测站点的调制方案以及 RU 规模，因此上述计算非常方便。同样，需要信号发生器发送触发帧，以便激发传输。

关于罗德与施瓦茨

罗德与施瓦茨是测试与测量、系统与方案、网络与网络安全领域的领先供应商。公司成立已超过85年，总部设在德国慕尼黑，在全球70多个国家设有子公司。作为一家独立的科技集团，罗德与施瓦茨创新性的产品和解决方案为全球工业及政府客户提供了一个更安全与互联的世界。截至2021年6月30日，罗德与施瓦茨公司在全球拥有约13000名员工。

原文标题：谈谈Wi-Fi应用的那些事儿 | 依据 WLAN IEEE 802.11ax标准 测试上行链路准确性

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审核编辑：汤梓红